Ombyggnad och anpassning av gruvmaskiner

En ändring av en maskin konstrueras mot det tillverkaren ritade och monteras på det gruvan har: ett chassi som har reparerats, en bom som har fått nya tappar, fästytor som har slitits. Den första provmonteringen hittar skillnaden, i verkstaden, med maskinen stillastående.

Konstruerad mot en skanning av maskinen som den är — hela maskinen på 1,9 mm, fästpunkterna på 0,1 mm — möter ändringen det som faktiskt finns där. 4C monterade en längre hydraulisk arm på en 10 m grävmaskin på det här sättet, med två timmars stillestånd i stället för två till tre dagar.

Prata med en gruvspecialist Se arbetsflödet

Ingenjör som skannar ett redskap till en tung maskin med en handhållen Artec Leo

Kort sagt

Hur hjälper 3D-skanning vid ombyggnad av gruvmaskiner?

Maskinen skannas som den är — hela maskinen på 1,9 mm, fästpunkterna på 0,1 mm — och ändringen konstrueras mot den modellen, inte mot tillverkarens ritning.

Maskinen som den ärReparationer, nya tappar och slitage ingår, eftersom skanningen registrerar det som finns.
Fästpunkter på 0,1 mmLeo på tapparna, ytorna och hålbilderna som den nya delen fästs mot.
Konstruerad och analyserad i CADModellen in i SOLIDWORKS och FEA-paketet, med den upplösning analysen kräver.
2 timmars stillestånd4C:s siffra för att digitalisera en 10 m grävmaskin, i stället för två till tre dagar.

Varför första provmonteringen blir en granskning av designen

Ett redskap eller en ändring konstrueras mot den bästa tillgängliga modellen av maskinen, vilket är tillverkarens om den finns och en uppsättning handmått om den inte gör det. Ingen av dem är maskinen på gården: ett chassi som fått en smäll och riktats, en bom som fått överdimensionerade tappar, en fästyta påbyggd med svets. Den nya delen konstrueras, tillverkas och förs till maskinen, och provmonteringen är där konstruktionen möter verkligheten — med maskinen stillastående, montörerna väntande och delen på väg tillbaka till verkstaden.

4C Creative CAD CAM Consultants skulle montera en längre hydraulisk arm på en 10 m grävmaskin, vilket innebar att de komplexa inre delarna och en undersida med ungefär 80 cm frigång måste vara exakt kända för hållfasthetsanalysen såväl som för passningen. Weldco-Beales, som tillverkar tunga redskap, behövde maskiners geometri utomhus, i trånga utrymmen och på höjd — långsamt för hand och på sina ställen osäkert.

En skanning ger konstruktionen maskinen som den är. Artec Ray II registrerar hela grävmaskinen från stativ på 1,9 mm på 10 m; Artec Leo registrerar tapparna, ytorna och hålbilderna på 0,1 mm, handhållen, under maskinen utan att lyfta den. 4C kombinerade båda i Artec Studio, decimerade insamlingen på 50 GB till en modell på 300 MB som behöll full upplösning där analysen krävde det, och fick maskinen digitaliserad på två timmar i stället för två till tre dagar. Weldco-Beales samlade in en grävlastare på ungefär en timmes skanning; uppgifter som tog en halv dag tar nu minuter.

Från maskin till en ändring som passar första gången

Provmonteringen sker i CAD, med maskinen tillbaka i drift.

1. Skanna maskinenRay II från stativ runt maskinen på 1,9 mm på 10 m; en handfull stationer på två minuter vardera.
2. Samla in gränssnittenLeo på tapparna, fästytorna, hålbilderna och undersidan på 0,1 mm — handhållen, trådlös, inget lyft.
3. Fusionera och decimeraArtec Studio fusionerar båda; modellen decimeras med full upplösning kvar där konstruktionen och analysen kräver den.
4. Konstruera och analyseraModellen in i Geomagic for SOLIDWORKS och FEA-paketet; ändringen konstruerad efter maskinen som den är.
5. Montera en gångTillverkad efter en konstruktion som redan har mött maskinen; monterad på första försöket i nästa fönster.

Vilken skanner för detta arbete

En maskin och dess fästpunkter är två skalor av samma jobb; två skannrar registreras till en modell.

Artec Ray II

Bäst för: Hela maskinen, från stativ, på en handfull stationer
Typ: Stationär laser med lång räckvidd, monterad på stativ
Noggrannhet, upp till: 1,9 mm på 10 m, 2,9 mm på 20 m, 5,3 mm på 40 m
Mätbrus: 0,4 mm på 10 m
Räckvidd: 0,5–130 m
Skanningstid: 1 min 42 s vid 3 mm, 10 m, utan textur
Synfält: 360° × 300°

Ray II registrerar en 10 m maskin på 1,9 mm på 10 m från några stativpositioner, var och en på under två minuter, oavsett belysningen på gården. Den ger den övergripande geometri ändringen måste rymmas inom — räckvidd, frigångar, det utrymme den nya armen sveper över.

Artec Leo

Bäst för: Tappar, ytor, hålbilder och undersidan på 0,1 mm
Typ: Trådlöst handhållet strukturerat ljus, allt-i-ett
3D-punktnoggrannhet, upp till: 0,1 mm
3D-upplösning, upp till: 0,2 mm
Arbetsavstånd: 0,35–1,2 m
Insamlingshastighet: Upp till 35 000 000 punkter/s i HD-läge
Inbyggt: 5,5″ pekskärm, bearbetning och 512 GB — ingen laptop

Leo registrerar gränssnitten på 0,1 mm, handhållen och trådlös, med skärm och bearbetning inbyggda — under en maskin med 80 cm frigång, uppe på en bom, i en bandram. Weldco-Beales rapporterade att avsaknaden av en separat laptop tog bort större delen av inlärningskurvan för deras montörer.

Gjort på riktiga maskiner

Anpassning av tunga maskiner

En 10 m grävmaskin digitaliserad under ett 2-timmarsfönster

Utmaning:

4C Creative CAD CAM Consultants skulle montera en längre hydraulisk arm på en 10 m grävmaskin, vilket innebar att digitalisera komplexa inre delar och en undersida med ungefär 80 cm frigång.

Resultat:

En insamling på 50 GB reducerad till en modell på 300 MB som ändå bar hög upplösning där hållfasthetsanalysen behövde den — och undersidan samlades in utan att lyfta maskinen.

produktionsstopp i stället för 2–3 dagar2 timmar

Läs fallstudien

Tillverkning av tunga maskiner

Weldco-Beales skannar redskap där mätning för hand var osäker

Utmaning:

Att samla in geometrin på tunga maskiner utomhus, i trånga utrymmen och på höjd var långsamt för hand och satte montörerna i obekväma lägen.

Resultat:

En traktorgrävare samlades in på ungefär en timmes skanning och åtta timmars bearbetning, arbete som tidigare tog flera dagar. Uppgifter som tog en halv dag tar nu minuter.

punktnoggrannhet vid 35 milj. punkter per sekund0,1 mm

Läs fallstudien

”Varje gång jag besöker kunder gör Artec Studio det så enkelt att visa exakt inpassning. Man hittar bara liknande geometri mellan två skanningar och passar ihop dem. När jag visar hur enkelt det är blir de alltid imponerade av vad som är möjligt med tekniken.”

Rogier RappardDelägare, 4C Creative CAD CAM Consultants

Se en längre arm konstruerad och hållfasthetskontrollerad mot en skanning av grävmaskinen den ska bultas fast på, innan stålet skärs — boka en demo för era konstruktions- och underhållsteam.

Boka en demo

Frågor som ingenjörer på maskinsidan ställer

Hur länge är maskinen ur drift för skanningen?

4C digitaliserade en 10 m grävmaskin under ett tvåtimmarsfönster, inklusive de inre delarna och undersidan, utan att lyfta den. Konstruktionen och analysen görs med maskinen tillbaka i drift.

Duger skanningen för FEA?

4C använde den för hållfasthetsanalysen av den längre armen: insamlingen på 50 GB decimerades till en modell på 300 MB som behöll hög upplösning där analysen krävde det. Artec Studio styr var detaljer behålls.

Kan vi samla in fästpunkter som är svåra att nå?

Det är Leos jobb — handhållen, trådlös, skärmen inbyggd — under maskinen, på bommen, inne i ramen, med registrering på 0,1 mm. Weldco-Beales använder den precis där mätning för hand var osäker.

Passar ändringen då utan justering?

Den konstruerades mot maskinen som den skannades, så gränssnitten stämmer med det som finns. Titan, på verkssidan, beskriver samma skifte: handmätning ger ”det borde passa”, en skanning ger ”det här kommer att passa”.

Relaterade tillämpningar

3D-skanning av anrikningsverk och as-built-dokumentationVerket som det står, på 1,9 mm, insamlat under stoppet — modellen som varje ändring konstrueras mot.3D-skanning av rännor, fickor och silorÖverföringsrännor, fickor och silor insamlade in- och utvändigt — slitage, foderskick och den geometri en omkonstruktion kräver.Ombyggnad och krockkontroll i anrikningsverkNytt stål och nya rördragningar provpassade mot det skannade verket i CAD, så att krocken hittas före tillverkningen.

Berätta om ändringen ni planerar

Beskriv maskinen, ändringen och fönstret ni får. En gruvspecialist återkommer med hur maskinen skulle samlas in och hur konstruktionen och analysen skulle köras mot modellen.